一种循环肿瘤细胞反向富集装置的制作方法

本发明涉及医疗器械，具体涉及一种循环肿瘤细胞反向富集装置。

背景技术：

1、肿瘤转移是导致肿瘤患者死亡的主要原因，恶性肿瘤细胞会通过血液传播转移到身体的其他器官，如何更早更高效地发现癌症并予以精准打击是全世界最关注的的话题之一。

2、肿瘤细胞侵入到原发肿瘤细胞的周围组织中，进入血液和淋巴管系统，形成循环肿瘤细胞ctc，并转运到远端组织，再渗出，适应新的微环境，最终“播种”、“增殖”、“定植”、形成转移灶。因此早期发现血液中的ctc，对于患者预后判断、疗效评价和个体化治疗都有着重要的指导作用。循环肿瘤细胞（ctc）的检测和分析对于癌症的早期发现、治疗效果的评估以及疾病的预后判断具有重要意义。近年来，ctc的富集和检测技术确实取得了显著的进步，其中包括从正向富集技术向反向富集技术的转变。下面是一些主要的技术介绍：

3、正向富集技术：这类技术主要依赖于对ctc表面特异性标记物的识别，如epcam（上皮细胞黏附分子），通过使用抗epcam抗体捕获ctc。正向富集方法的一个著名例子是veridex公司的cellsearch系统，这是首个也是迄今为止唯一获得fda批准用于临床的ctc检测系统。然而，正向富集技术的一个局限是，主要是由于极大部分具有肿瘤干性和转移潜能的肿瘤细胞或存在上皮间质转化（emt）或者伪装了表面标记（epcam表达量低或者丢失），导致免疫逃逸等，这种癌症进展过程中发生表型转换的ctc，采取正向富集技术的阳性率极低，限制了其临床应用，因此，强生公司放弃了cellsearch系统的进一步推广。

4、反向富集技术：与正向富集相对，反向富集技术不直接针对ctc的标记物，而是通过移除血液中的非肿瘤细胞（如红细胞和白细胞）来富集ctc。这种方法通常涉及到物理特性（如大小、密度、电荷等）的差异来区分ctc和其他血细胞。反向富集技术的一个优点是它不依赖于ctc的表面标记物，因此，可以捕获更加多样化的ctc，包括那些可能因为表型转换而失去传统标记物的ctc。基于微流体技术的ctc富集：这类技术利用微流体学原理来分离ctc，可以根据细胞大小、形态或者柔软性来分离细胞。微流体设备通常具有高度的集成化和自动化能力，能够处理微量样本，在细胞捕获效率和纯度方面表现出色。

5、基于免疫磁性分离的ctc富集：这种技术结合了免疫学识别和磁性分离原理，可以是正向也可以是反向富集。通过使用涂有特异性抗体的磁性微珠，可以高效地捕获或去除特定细胞。这种方法灵活性高，既可以针对特定的细胞表面标记物进行正向富集，也可以通过去除特定非目标细胞来实现反向富集。

6、基于微柱和芯片的技术：利用微柱或芯片上的微结构设计来实现ctc的富集和分离，这类技术依赖于精密的工程设计，能够在高通量和高效率的条件下进行ctc的捕获和分析。随着技术的发展，ctc富集和检测的方法在不断进步和创新，旨在提高ctc捕获的效率和准确性，为癌症的早期诊断、治疗监控及预后评估提供更有力的工具。

7、现有技术主要是正向富集技术，其依赖于对ctc表面特异性标记物的识别，如epcam（上皮细胞黏附分子），通过使用抗epcam抗体捕获ctc。此技术的一个著名例子是veridex公司的cellsearch系统，这是首个也是迄今为止唯一获得fda批准用于临床的ctc检测系统。然而，此富集技术的一个局限是，它可能遗漏那些epcam表达量低或者在癌症进展过程中发生表型转换的ctc，因此ctc捕获的效率和准确性不高。

8、现有专利提供了一些解决方案，例如专利ep3929591a1，该专利了一种磁微粒化学发光免疫分析仪暗箱检测系统，包括基板，检测暗箱和反应杯座，检测暗箱内部设有一侧开口的暗室；反应杯座具有用于放置反应杯的置杯槽，并可相对检测暗箱滑动以打开或封闭进出口，反应杯座在其滑动行程内具有检测和放杯位置，反应杯座位于检测位置时，置杯槽处于暗室内，进出口封闭，反应杯座位于放杯位置时，置杯槽处于暗室外，进出口打开；驱动机构，用于驱动反应杯座滑动；检测机构，用于检测暗室中反应杯内液体的发光量；移送装置，用于将反应杯放入置杯槽或将置杯槽的反应杯移出。主要采取与抓手相对独立的开门式检测暗箱结构，避免底物加注与抓手负压吸嘴之间的相互干扰，提高抓手动作及检测结果的可靠性。但是该发明在实现提高ctc捕获的效率和准确性等方面还具有很大的改进空间。

技术实现思路

1、为了实现提高ctc捕获的效率和准确性，以及避免抓取试剂管发生倾斜提高分离检测的效率，同时减少试剂管在检测过程中损坏的可能性，

2、本发明提供了一种循环肿瘤细胞反向富集装置，该装置包括，操作台，操作台上设置有架体，架体上安装有机械臂，操作台上依次设置有样本槽，试剂槽，反应槽以及磁分离装置，机械臂用于将待测样本于样本槽，试剂槽，反应槽以及磁分离装置之间进行转移，机械臂上安装有用于吸取样本的加样针，加样针实现对磁分离装置内的样本进行反向富集操作。

3、进一步地，本发明所涉及的循环肿瘤细胞反向富集装置，其中具体的转移富集ctc的捕获方法为：将7.5ml血液转移到锥形管中，离心。离心后会形成红细胞、白细胞和血小板、血浆三层。将上层的血浆吸取，去除。然后加入红细胞裂解液混匀，裂解红细胞。再离心收集最下层的白细胞层。

4、对白细胞层进行操作，去除其中大部分的白细胞。

5、白细胞滤除方法较多，如倒置离心法、加速沉降法、特殊过滤法、血细胞分离机制备法等。常用的是特殊过滤法，利用专用的白细胞滤器去除全血中的白细胞。

6、将去除了大部分白细胞的样本使用本发明的循环肿瘤细胞反向富集装置，用cd45磁珠富集剩余的白细胞后，剩下的物质为所要的目标ctc。

7、机械臂上的加样针从样本杯里将样本吸取加入到反应杯中，机械臂再从试剂槽中吸取抗cd45抗体免疫磁珠，也加入到反应杯中，混匀，孵育，再将反应杯放入磁分离装置中进行磁分离，机械臂控制加样针吸取所有的未被磁场吸住的液体，放入另一个新的样本杯中，至此完成整个ctc提取过程。由于是采用了免疫磁珠的反向富集技术，能够最大限度的留住了各种类型更加多样化的ctc，包括那些可能因为表型转换而失去传统标记物以及epcam表达量低的ctc，提高ctc捕获的效率和准确性，为癌症的早期诊断、治疗监控及预后评估提供更有力的工具。

8、本发明中，机械臂的一侧安装有滑轨，滑轨的一侧安装有驱动装置，驱动装置与滑轨分别安装于架体的两侧。

9、进一步，驱动装置驱动机械臂在滑轨上往复运动并进行对样本采样以及样本搬运。

10、本发明中，机械臂包括第一摆臂，第一摆臂的端部连接有基板，基板上设置有一对可相对转动的第二摆臂，第二摆臂的端部的侧壁面上有相对设置的辅助件。

11、进一步地，第二摆臂的侧面设置的辅助件呈凸点状并且阵列设置在第二摆臂靠近端部的侧壁面上，能够提升机械臂对试剂的夹持效果，同时由于辅助件为弹性部件还能够对不同形状大小的试剂管均有较佳的夹持适应性，并且还能够避免第二摆臂夹持力度过大导致试剂管破裂的问题。

12、本发明中，基板一端设置有向下延伸的第一板体，第一板体上安装有对准基体，对准基体设置于第二摆臂之间，对准基体的上方设置有限位块。

13、进一步地，通过设置对准基体和缓冲组件用于对第二摆臂相对摆动复位后的对称效果进行修正，即对准基体侧面固定连接的缓冲组件是平行的，在第二摆臂张开不与缓冲组件接触再到第二摆臂回到原始的状态下，能够确保两侧的第二摆臂是对称布设的，进而确保机械臂能够高效的工作，使采样的工作高效化进行，从而避免了第二摆臂下方的辅助件与试剂管的夹持接触面和角度发生改变，若第二摆臂没有对称布设，容易造成试剂管一侧的辅助件接触面大一侧接触面小就会出现夹持倾斜这种问题的发生。

14、本发明中，对准基体的侧面固定连接有缓冲组件，缓冲组件具有对第二摆臂摆动角度的限制作用。

15、进一步地，缓冲组件设置在对准基体的侧面，能够支撑第二摆臂的侧面，进而限制第二摆臂向内夹持的幅度，进而避免了第二摆臂过分向内夹持试剂管进而导致的试剂管破裂的问题发生。

16、本发明中，缓冲组件包括与对准基体连接的连接板体，连接板体的一端设有至少两个椭原状的伸缩套。

17、本发明中，伸缩套之间通过第一杆体连接，第一杆体上套设有第一弹簧，第一弹簧的两端与伸缩套连接。

18、进一步地，伸缩套之间设置的第一杆体为可伸缩结构，其在伸缩套受压后，第一杆体外侧套设的第一弹簧与第一杆体一同发生压缩，由于伸缩套受压必然是第二摆臂向内摆动夹持试剂管的情况下，因此第一弹簧与伸缩套形成的结构有利于对移动中的试剂管起到缓解晃动的作用，避免机械臂在移动过程中出现滑块上的震动未经缓冲就传输到试剂管上，对试剂管内的样本造成晃动进而可能将内部的样本洒漏的问题出现，例如对于已经离心分离的完成的试剂管其内部的介质已经分层，如果夹持的第二摆臂晃动幅度过大可能会导致原本分离完成的样本的分层不明显，影响后续操作，另外缓冲组件和辅助件提升了第二摆臂与试剂管夹持的对中准确性，如此对于夹持试剂管位移到下一个工位后，能够精准放入坐标点位，不容易出现放入过程中试剂管倾斜这种现象，倾斜的试剂管在放入坐标点位容易出现内部物质从试剂管壁面流出或其他问题的发生。

19、本发明中，基板相背第二摆臂的一侧设置有电源，电源控制第二摆臂转动。

20、本发明中，滑轨上安装有滑块，该滑块与机械臂的后端部固定连接，滑块为一方形基体，中部开设有与滑轨相适配的贯穿的槽体，该滑块的内部设置有转动轮，该转动轮与滑轨的表面相适配，并且滑块的侧面还安装有插接块，该插接块包括中心开槽的框体，该框体内阵列设置多块叶板，该叶板相对滑轨的表面设置。

21、进一步地，该滑块一侧采用的驱动装置的驱动方式为电机驱动，设置的转动轮能够提升滑移流畅性以及稳定性。同时还可以利用与滑块侧面安装的插接块起到限制移动行程的作用，即，将机械臂控制在样本槽，试剂槽，反应槽以及磁分离装置的区域内，减少机械臂运动出该区域的可能，对于机械臂具有限位的作用，同时插接块内部阵列设置的叶板之间具有一定的间隔能够具有缓和碰撞缓冲的效果。由于电机驱动带来的即时加速度，容易使得机械臂在启动时出现一定的震动，因此插接块能够在相对滑轨移动时利用叶板表面设置的细小的橡胶垫实现吸收震动的作用，同时也能利用叶板收集滑轨上的润滑油，通过叶板分散均匀滑轨上的润滑油，同时在滑块的位移过程中其中叶板表面设置的橡胶垫还能够对滑轨具有一定的清洁作用，以及收集润滑油可避免润滑油形成细小部分滴落到下方试剂内。

22、与现有技术相比，本发明显著的技术进步在于：通过使用免疫磁珠反向富集技术，最大限度的留住了各种类型更加多样化的ctc，包括那些可能因为表型转换而失去传统标记物以及epcam表达量低的ctc，提高ctc捕获的效率和准确性，为癌症的早期诊断、治疗监控及预后评估提供更有力的工具，真正满足临床需求；通过设置对准基体和缓冲组件用于对第二摆臂相对摆动复位后的对称效果进行修正，即对准基体侧面固定连接的缓冲组件是平行的，在第二摆臂张开不与缓冲组件接触再到第二摆臂回到原始的状态下，能够确保两侧的第二摆臂是对称布设的，进而确保机械臂能够高效的工作，使采样的工作高效化进行，从而避免了第二摆臂下方的辅助件与试剂管的夹持接触面和角度发生改变。

技术特征：

1.一种循环肿瘤细胞反向富集装置，该装置包括，操作台（11），所述操作台（11）上设置有架体（12），所述架体（12）上安装有机械臂（2），所述操作台（11）上依次设置有样本槽（13），试剂槽（14），反应槽（15）以及磁分离装置（16），其特征在于，所述机械臂（2）用于将待测样本于所述样本槽（13），试剂槽（14），反应槽（15）以及磁分离装置（16）之间进行转移，所述机械臂（2）上安装有用于吸取样本的加样针，所述加样针实现对所述磁分离装置（16）内的样本进行反向富集操作。

2.根据权利要求1所述的一种循环肿瘤细胞反向富集装置，其特征在于，所述机械臂（2）的一侧安装有滑轨（3），所述滑轨（3）的一侧安装有驱动装置（4），所述驱动装置（4）与滑轨（3）分别安装于所述架体（12）的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种循环肿瘤细胞反向富集装置，其特征在于，所述机械臂（2）包括第一摆臂（21），所述第一摆臂（21）的端部连接有基板（22），所述基板（22）上设置有一对可相对转动的第二摆臂（23），所述第二摆臂（23）的端部的侧壁面上有相对设置的辅助件（24）。

4.根据权利要求3所述的一种循环肿瘤细胞反向富集装置，其特征在于，所述基板（22）一端设置有向下延伸的第一板体（221），所述第一板体（221）上安装有对准基体（25），所述对准基体（25）设置于所述第二摆臂（23）之间，所述对准基体（25）的上方设置有限位块（26）。

5.根据权利要求4所述的一种循环肿瘤细胞反向富集装置，其特征在于，所述对准基体（25）的侧面固定连接有缓冲组件（27），所述缓冲组件（27）具有对所述第二摆臂（23）摆动角度的限制作用。

6.根据权利要求5所述的一种循环肿瘤细胞反向富集装置，其特征在于，所述缓冲组件（27）包括与对准基体（25）连接的连接板体（271），所述连接板体（271）的一端设有至少两个椭原状的伸缩套（272）。

7.根据权利要求6所述的一种循环肿瘤细胞反向富集装置，其特征在于，所述伸缩套（272）之间通过第一杆体（273）连接，所述第一杆体（273）上套设有第一弹簧（274），所述第一弹簧（274）的两端与所述伸缩套（272）连接。

8.根据权利要求3所述的一种循环肿瘤细胞反向富集装置，其特征在于，所述基板（22）相背所述第二摆臂（23）的一侧设置有电源，所述电源控制第二摆臂（23）转动。

技术总结
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种循环肿瘤细胞反向富集装置，该装置包括，操作台，操作台上设置有架体，架体上安装有机械臂，操作台上依次设置有样本槽，试剂槽，反应槽以及磁分离装置。机械臂用于将待测样本于样本槽，试剂槽，反应槽以及磁分离装置之间进行转移，通过使用免疫磁珠反向富集技术，最大限度的留住了各种类型更加多样化的CTC，包括那些可能因为表型转换而失去传统标记物以及EpCAM表达量低的CTC，提高CTC捕获的效率和准确性，为癌症的早期诊断、治疗监控及预后评估提供更有力的工具，真正满足临床需求。

技术研发人员：王晓稼,沈晓亮,邵喜英,陈占红,雷蕾,周欢欢,胡海
受保护的技术使用者：浙江省肿瘤医院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23